小智：大鵬哥，我最近看了下計算機網路，把書上的內容都過了一遍，可是感覺還是串不起來，不知道計算機網路到底講了些什麼內容，也不知道重點在哪裡，你能不能給我梳理梳理呀！

計算機為什麼要聯網

大鵬：行，那咱們就從「計算機網路」這五個字說起，計算機網路，顧名思義，就是由計算機組成的網路，那計算機組成網路要幹什麼呢？我們知道，不聯網的計算機只能單兵作戰，只能玩單機遊戲，只能簡單的處理檔案，而通過聯網，計算機可以玩網遊，可以看電影，可以聊QQ，總之，計算機聯網之後功能大大擴充套件。那回到剛剛計算機要組成網路的問題，很顯然，計算機組網是為了計算機能相互通訊，是為了避免資訊孤島，能夠將網路中的資訊傳播到各個地方。 計算機間的通訊跟人與人之間溝通對話很類似，人與人溝通對話使用語言，語言有很多種，但是每種語言都有自己的語意語法，就是語言得講究一定規則，這樣掌握同種語言的人對話，大家才能理解彼此話語的含義，那麼在計算機通訊中，我們把這種通訊的規則叫做網路協定，像人類語言有很多種一樣，網路協定也有很多種，用來適應不同場景的通訊。

網路分層的好處

小智：嗯，這個我知道，我在書裡面是看到了各種各樣的網路協定，書裡面還提到了網路分層的事情呢，像什麼ISO七層模型，還有個什麼五層模型，不同層裡面還有不同協定，可我就是沒弄明白，網路為什麼要分層呢？

大鵬：你這個問題問得很好，其實說到網路分層，我個人的理解，分層設計的好處是每個層次只負責自己的那部分事情，一層套一層，自己那層的任務完成了就交給下一層處理，各司其職，每層都遵守自己的規則，配合起來完成網路通訊的工作，不至於大家都攪在一起，職責不明，看起來混亂。網路通訊的這種分層模型從設計之初到現在，歷經幾十年也不曾變化，就和我們前面談到馮諾依曼的計算機模型一樣，可見其偉大高明之處。

網路層次劃分

小智：嗯嗯，你這麼說我就大概明白為什麼要分這麼多層了，可是書上為什麼又是說七層模型又是說五層模型呢，搞得我有點暈呢。

大鵬：網路分層，ISO標準組織分層是分為七層，而實際我們都是按五層模型來說的，我工作這麼多年，也沒人跟我談七層模型了，也就是標準是標準，我們理解還是按五層來理解，因為按五層來劃分其實更合理，我們也不用去糾結這個，我們只要知道五層模型分別是物理層、資料鏈路層、網路層、傳輸層和應用層。層次之間的關係看看下面這個圖。

 

小智：那我現在就很想知道每個分層裡面包含哪些內容？每一層到底都要幹些什麼，你再給我講講唄。

大鵬：每一層裡面包含的內容主要有不同的網路協定以及計算機的標識，計算機的標識就類似於人跟人對話，我們得知道是誰跟誰對話，比如張三跟李四對話，那張三李四就是這個標識。

物理層

我們先來看物理層，物理層其實我們關注得不多，物理層主要是要解決通訊鏈路的問題，可以這麼理解，我們人說話也是要藉助媒介的，高中課程裡面我們就知道，說話聲音是通過空氣傳播的，那計算機網路協定也得承載在一個物理媒介中傳播，比如我們能看到的網線、光纖以及計算機的網路卡等等，物理媒介主要是決定了網路通訊的速率，對於物理傳輸，工程實踐中關注得比較多，我們只做瞭解即可。

資料鏈路層

物理層之上是資料鏈路層，計算機在資料鏈路層的標識我們叫它mac地址，這個mac地址在我們的電腦，網路和共用中心上就可以檢視到，看看這個圖：

 

mac地址其實是配在我們電腦的網路卡上的，每塊網路卡都有一個mac地址，是網路卡出廠時就設定好的。在資料鏈路層，跟mac地址相關的協定就是乙太網協定，乙太網協定簡單來說就是記錄兩臺計算機通訊的源mac地址和目的mac地址。

網路層

資料鏈路層往上就是網路層了，網路層協定當然就要數大名鼎鼎的IP協定了，IP協定對應的計算機標識是IP地址，如果把mac地址和ip地址做一個對比的話，我們可以這麼簡單理解，有了mac地址，就相當於咱們有了身份證，可以在國內到處耍了，但是要出國耍，那咱們還得再搞個IP地址，就相當於我們出國得辦護照。讓我們來看下我們電腦的ip地址：

 

傳輸層

網路層之上是傳輸層，前面講到資料鏈路層有mac地址，網路層有IP地址，其實有了這兩種地址，網路中的兩臺計算機已經能找到對方了，那我們還要傳輸層做什麼呢？

其實是這樣的，開啟我們的電腦，我們可以看到電腦系統上安裝有各種各樣的軟體，比如QQ、王者榮耀、騰訊視訊等等這些，兩臺電腦通訊，最終還是兩臺電腦上的軟體通訊，要詳細的區分兩臺電腦到底是哪些軟體相互通訊，就要用到傳輸層了，傳輸層有一個重要的概念叫做埠，簡單理解，埠其實就是用來區分各個軟體的，另外，傳輸層涉及到的兩個大名鼎鼎的協定就是tcp協定和udp協定，這兩個協定各有所長，但是都有埠的概念包含在其中。

應用層

最上一層就是應用層了，應用層面向的是最終的使用者了，離我們最近，也最好理解，那麼應用層要解決什麼問題呢？

應用層要解決的其實就是我們在使用各種軟體時需要遵守的規則，比如我們開啟瀏覽器瀏覽新聞，比如我們傳送郵件，比如我們傳輸檔案，比如我們遠端登入一臺伺服器，這些都與應用層協定有關，由於我們使用電腦的功能場景非常多，所以應用層協定的種類非常多，變化也非常快，有大家公知耳熟能詳的http、ftp等等協定，也有大廠家比如鵝廠的QICQ等協定，這也再次印證了計算機網路分層的好處，像網路層傳輸層這些底層層次保持長久不變，而應用層隨著網路應用的豐富，可以支援擴充套件，滿足實際應用場景的需求。

關於兩臺電腦在五層通訊的模型，我們看看下面這張圖：

學習計算機網路的重點

小智： 大鵬哥，你這樣一講，我思路就清晰了很多，那你再跟我說說，我學計算機網路，到底該重點學些啥？

大鵬： 這個問題從我大學畢業到現在參加工作十年，其實我也一直在思考回想，一本計算機網路教材那麼多內容，都是我要掌握的嗎？ 為什麼教材要整那麼多內容，還寫的晦澀難懂呢？ 其實過了這麼久，我也終於想明白了，計算機網路作為一個計算機學科分支，從寫教材的人來說，其實是站在一個學術角度，需要完整展現計算機網路知識體系的角度去寫的，那麼對於我們讀者受眾來說，哪些才是我們需要重點掌握的呢？

這個問題其實還是要看我們以後的職業規劃，如果我們是奔著做計算機學術研究的，那我們的知識層面必須全面一些，對於物理層包括資訊編碼、傳輸媒介這些知識也都必須得掌握；

如果我們是有志從事網路工程工作的，比如做網路裝置，路由器交換機防火牆這些，那我們的網路知識就得全面一些，各個網路層次的協定也都得知道；

如果我們只是一個網際網路IT行業的碼農，其實我們重點要掌握的是ip/TCP協定，我們得知道如何寫程式碼通過tcp或者udp協定與對端通訊，知道如何做通訊的效能調優等等。

小智：嗯嗯，明白了，我覺得我想做第二種人，所以我要好好學習各個層次的網路協定了。

大鵬：興趣是最好的老師，只要你感興趣，什麼都好說。今天呢，其實也只是跟你一起理清了一下思路，後面我們要學習的內容還有很多很多，關於今天所講的內容，我用下面這張腦圖梳理一下，看這個腦圖會清晰很多，下次我們再講講網路各個層次之間是如何配合工作的。

 

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